KR20030021458A - 차량용 과급기의 게이트밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 과급기의 게이트밸브에 관한 것으로, 다이아프램을 통하지 않고 직접적으로 힘을 전달하면서 운동 방향의 변환 없이 개·폐시켜 고장을 방지함은 물론 구성 부품수를 줄이도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 과급기의 터빈부위에 공급라인(10)으로부터 공기압이 유입되는 챔버(11)와, 이 챔버(11)내에 수용되어 공급라인(10)을 통해 유입된 압력에 의해 이동되는 피스톤(12), 이 피스톤(12)을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 발생하는 스프링(13) 및 상기 피스톤(12)에 연결축(12a)을 매개로 연결되어 배출구를 개·폐시키는 게이트(12b)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 과급기의 게이트밸브{The fate valve of an automotive turbo charger}

본 발명은 차량용 과급기의 게이트밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직선운동만으로 개폐운동 되어 가스를 배출시킬 수 있도록 된 차량용 과급기의 게이트밸브에 관한 것이다.

일반적으로 과급기는 차량의 엔진에 장착된 배기인테이크에 연결된 배기라인을 통해 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 터빈과 함께 회전되는 컴프레셔을 통해 흡기라인으로 유입되는 외부공기를 압축하여 엔진으로 공급하는 즉, 배기가스의 압력을 이용해 엔진으로 유입되는 외부공기를 압축하여 엔진 성능을 향상시키는 것이다.

이러한 과급기는 고속·고압으로 배출되는 배기가스를 이용하여 구동력을 얻게 되므로 통상, 유입된 배기가스를 배출하도록 컴프레셔의 부스트(Boosr)압이나 에어탱크(CNG 차량의 경우)압을 유입시켜 작동되는 웨이스트 게이트밸브(Waste Gate Valve)를 구비하게 되는데, 이 게이트밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 과급기의 측면부위로 구비되어 공급라인을 통해 유입되는 부스트압이나 에어탱크압을 매개로 개폐되어 가스를 배출시키게 된다.

즉, 상기 게이트밸브는 공급라인을 통해 공급된 에어압이 유입되는 홀더(1)내의 다이아프램(2)의 변형에 따라 이동되는 이동로드(4)가 이동되면서 게이트(7)를 열어 가스를 배출시키게 된다.

이때, 상기 홀더(1)에는 유입된 압력에 의해 압축되었다가 압력이 공급되지 않으면 복원되어 로드(4)를 복귀시키는 스프링(3)이 구비되어진다.

한편, 가스를 배출하는 게이트(7)는 상기 이동로드(4)의 직선 이동을 회전운동으로 변환시켜야만 출구를 열게되는데 즉, 상기 로드(4)가 일단에 고정되고 타단에는 부시가 끼워진 게이트축(6)이 결합된 회동링크(5)를 통해 회전되도록 이루어진다.

즉, 상기 로드(4)의 직선이동을 회전운동으로 변환하는 회동링크(6)와 함께 회전되는 게이트축(6)의 일단에 고정되어 축(6)과 함께 회전되면서 출구를 개폐시키게 된다.

그러나, 이와 같은 게이트밸브는 로드(4)의 직선운동을 게이트(7)의 회전운동으로 변환시켜야만 되어 그 구조가 복잡하면서 부품도 많은 단점이 있는 한편, 상기 로드(4)의 작동원인 다이아프램(2)에 기준압력 이상이 인가되었을 때 이를 견디지 못하고 파손되는 즉, 그 내구력이 크지 않아 파손에 이르는 시간이 급격히 줄어드는 단점이 있게 된다.

즉, 유입되는 컴프레셔의 부스트압 또는 외압(CNG 차량의 경우)에 있어서 그 압력의 정밀도는 극히 미약할 뿐만 아니라 특히, 디젤엔진에서 이상연소가 발생되면 상기 부스트압이 설정이상이 될 소지가 다분하고 CNG엔진의 경우 한계압이 레귤레이터(Regulator)를 통해 관리되지만 레귤레이터자체의 공차가 크고 별도로 분리된 독립적인 역할이 아니어서 한계압의 초과 현상이 빈번한 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 다이아프램을 통하지 않고 직접적으로 힘을 전달하면서 운동 방향의 변환 없이 개·폐시켜 고장을 방지함은 물론 구성 부품수를 줄이도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 과급기의 터빈부위에 공급라인으로부터 공기압이 유입되는 챔버와, 이 챔버내에 수용되어 공급라인을 통해 유입된 압력에 의해 이동되는 피스톤, 이 피스톤을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 발생하는 스프링 및 상기 피스톤에 연결축을 매개로 연결되어 배출구를 개·폐시키는 게이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량용 과급기의 게이트밸브 작동도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 과급기의 게이트밸브 구성도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 과급기의 게이트밸브 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 홀더2 : 다이아프램

3 : 스프링4 : 이동로드

5 : 회동링크6 : 게이트축

7 : 게이트

10 : 공급라인11 : 챔버

11a : 이동슬랏12 : 피스톤

12a : 연결축12b : 게이트

13 : 스프링

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 과급기의 게이트밸브 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 과급기에서 배기가스가 유입되어 회전되는 터빈부위에 공급라인(10)이 연결되면서 그 끝 부위에서 배출구에 연통되는 이동슬랏(11a)이 형성된 챔버(11)와, 이 챔버(11)내에 수용되어 공급라인(10)을 통해 유입된 압력에 의해 이동되는 피스톤(12), 이 피스톤(12)을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 발생하는 스프링(13) 및 상기 피스톤(12)에 수직하게 형성되어 이동슬랏(11a)내에서 이동되는 연결축(12a)에 형성되어 배출구를 개·폐시키는 게이트(12b)로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.

컴프레셔의 부스트압 또는 외압이 공급라인(10)을 통해 과급기의 터빈부위에형성된 챔버(11)내로 유입되면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(11)내 압력이 상승하여 피스톤(12)이 수평 이동되면서 후단에 위치된 스프링(13)을 압축시키게 된다.

이어, 상기 피스톤(12)의 이동에 의해 이 피스톤(12)에 수직하게 연결된 연결축(12a)이 상기 챔버(11)의 이동슬랏(11a)내에서 수평으로 이동되고 이에 따라, 상기 연결축(12a)의 끝단에 연결된 게이트(12b)가 연결축(12a)과 함께 수평 이동되면서 배출구의 통로를 열어 가스를 배출시키게 된다.

한편, 상기 공급라인(10)을 통해 외압이 공급되지 않으면 상기 피스톤(12)에 의해 압축되었던 스프링(13)이 복원되면서 피스톤(12)을 밀게 되고, 이에 따라 상기 피스톤(12)이 앞으로 이동되면서 연결축(12a)과 게이트(12b)를 함께 이동시켜 배출구를 닫게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공급된 외압에 의해 수평 이동되는 피스톤에 의해 게이트도 수평하게 이동되면서 배출구를 개·폐시키도록 되어 운동을 변환하기 위한 구성부품이 없이 작동되어 그 구성이 단순함은 물론 공급된 외압을 직접 받아 이동되므로 압력 변화에 민감하지 않아 내구성이 향상될 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 터빈쪽으로 공급된 압력을 수용하는 챔버(11)의 압력변화에 따라 수평 이동되면서 배출구의 통로를 열어 배기 가스를 배출시키도록 된 차량용 과급기의 게이트밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 챔버(11)내에 수용되어 공급라인(10)을 통해 유입된 압력에 의해 이동되는 피스톤(12)과, 이 피스톤(12)을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 발생하는 스프링(13) 및 상기 피스톤(12)에 수직하게 형성되어 챔버(11)의 끝 부위에서 배출구에 연통되는 이동슬랏(11a)내에서 이동되는 연결축(12a)에 구비되어 배출구를 개·폐시키는 게이트(12b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 과급기의 게이트밸브.